JP2005266253A - Optical scanner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばレーザビームを用いて潜像を形成し、その潜像を可視化して画像を得る、複写機やレーザプリンタなどの電子写真方式の画像形成装置に用いられる、レーザビームを走査する光走査装置に関し、特に、複数の走査線を走査する装置に関する。 The present invention scans a laser beam used in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine or a laser printer that forms a latent image using a laser beam and visualizes the latent image to obtain an image. The present invention relates to an optical scanning device, and more particularly to a device that scans a plurality of scanning lines.
光走査装置は、偏向前光学系、光偏向装置及び偏向後光学系からなる。 The optical scanning device includes a pre-deflection optical system, a light deflection device, and a post-deflection optical system.
偏向前光学系は、光源（例えばレーザダイオード）からのレーザビームを光偏向装置に導くための複数のレンズ及び所定の形状の開口を有する開口部等を有し、光源からのレーザビームのビーム断面形状を所定の形状に整えると共に光偏向装置の所定の位置に向けてレーザビームを案内する。 The pre-deflection optical system includes a plurality of lenses for guiding a laser beam from a light source (for example, a laser diode) to an optical deflection device, an opening having an opening with a predetermined shape, and the like, and a beam cross section of the laser beam from the light source The shape is adjusted to a predetermined shape, and the laser beam is guided toward a predetermined position of the optical deflecting device.
光偏向装置は、複数（まれに１面）の反射体（ミラー面）を有するポリゴンミラーとポリゴンミラーを所定の速度で回転するモータ（スキャンモータ）とを含み、個々の反射体を連続して回転させながら、偏向前光学系により断面ビーム形状が所定の形状に整えられたレーザビームを連続して反射（偏向）することで、回転方向（主走査方向）に沿って、感光体ドラム（潜像保持体）の幅方向の一端から他の一端に案内されるレーザビームを生成する。従って、ポリゴンミラーの各反射体に照射されたレーザビームは、ポリゴンミラーの各反射体が回転されることにより、反射角が連続的に変更されて主走査方向に偏向される。 The optical deflecting device includes a polygon mirror having a plurality of (rarely one) reflectors (mirror surfaces) and a motor (scan motor) that rotates the polygon mirror at a predetermined speed, and each reflector is continuously connected. While rotating, by continuously reflecting (deflecting) the laser beam whose cross-sectional beam shape is adjusted to a predetermined shape by the pre-deflection optical system, the photosensitive drum (latent direction) is aligned along the rotation direction (main scanning direction). A laser beam guided from one end in the width direction of the image carrier to the other end is generated. Accordingly, the laser beam applied to each reflector of the polygon mirror is deflected in the main scanning direction by continuously changing the reflection angle by rotating each reflector of the polygon mirror.
偏向後光学系は、主走査方向に長いｆθレンズ（もしくはｆθミラー）や主走査方向に長く形成された複数のミラー等を含み、ポリゴンミラーの反射体で連続して反射されたレーザビームを、感光体ドラム上の所定の位置に、軸方向に沿った方向に、概ね直線上に走査させながら結像させる。なお、レーザビームは、光走査装置の大きさの制約により、多くの場合、上述の複数の平面ミラーにより、光偏向装置と感光体ドラムとの間で、任意回数だけ折り曲げられる。また、各レーザビームが、ずっと発光している際に、被走査面と、レーザビームの主光線との交わる点を結んでできる線は、走査線と呼ばれている。すなわち、画像をレーザのオン、オフと、レーザビームの走査により、感光体ドラムに書き込む際に、この走査線上の所定の箇所に潜像を書き込むことができる。 The post-deflection optical system includes an fθ lens (or an fθ mirror) that is long in the main scanning direction, a plurality of mirrors that are formed long in the main scanning direction, and the like. An image is formed at a predetermined position on the photosensitive drum while being scanned substantially linearly in a direction along the axial direction. In many cases, the laser beam is bent an arbitrary number of times between the light deflecting device and the photosensitive drum by the above-described plurality of plane mirrors due to the size limitation of the optical scanning device. A line formed by connecting a point where the surface to be scanned and the principal ray of the laser beam intersect when each laser beam is continuously emitted is called a scanning line. That is, when an image is written on the photosensitive drum by turning on / off the laser and scanning the laser beam, a latent image can be written at a predetermined position on the scanning line.
ところで、例えば、カラー画像の画像形成装置においては、色成分毎の画像をそれぞれ、異なる感光体ドラム上、又は感光体ドラムやベルトの異なる位置に潜像させる必要があり、そのため、複数の走査線を走査する光走査装置が既に提案されている。 By the way, for example, in an image forming apparatus for a color image, it is necessary to cause each image of each color component to have a latent image on a different photosensitive drum or at a different position on the photosensitive drum or belt. There has already been proposed an optical scanning device that scans.
複数の走査線を走査する光走査装置であって、走査光学系ユニットを複数並べる必要をなくしてスキャナモータ個数を減らすことのでき、かつ、走査線内の光量むら発生等の弊害を起こさないように光源からのレーザビームの偏光や波長（波長が異なると、ｆθ特性やビーム径等も異なってきてしまう）を異ならせる必要がないものは、従来では、下記のようなものがある。
第１の従来技術は、１個のポリゴンミラーや１セットの光学素子を用いて、複数の離れた走査線上に走査を行う走査光学系である。これは、偏向後光学系内において、複数レーザビームの偏向後の走査面が交差するようにレーザビームを入射するようにすることにより、ポリゴンミラー厚を小さくすることを目指しており、また、共通レンズに対し、副走査方向にパワーを持たせることを可能にしたものである。 The first prior art is a scanning optical system that performs scanning on a plurality of distant scanning lines using a single polygon mirror and a set of optical elements. This is aimed at reducing the thickness of the polygon mirror by making the laser beam incident so that the scanning surfaces after deflection of the plurality of laser beams intersect in the post-deflection optical system. It is possible to give power to the lens in the sub-scanning direction.
第２の従来技術は、特許文献７に開示されているものである。第２の従来技術は、ポリゴンミラーの２面で走査を行い、それぞれの面にて２個の走査線を作り出すものである。 The second prior art is disclosed in Patent Document 7. In the second prior art, scanning is performed on two surfaces of a polygon mirror, and two scanning lines are generated on each surface.
第３の従来技術は、特許文献８に開示されているものである。第３の従来技術は、ポリゴンミラーの２面及び２セットの光学素子、並びに、各レーザビーム毎の４セットの光学素子を用いて４個の走査線を作り出すものである。 The third prior art is disclosed in Patent Document 8. The third prior art creates four scanning lines using two surfaces and two sets of optical elements of a polygon mirror, and four sets of optical elements for each laser beam.
第４の従来技術は、特許文献９に開示されているものである。第４の従来技術は、走査光学系の光偏向装置を挟んで対応位置にある少なくとも一対のレンズを、１ブロック体より分割製造されたシリンダレンズで形成し、これらシリンダレンズを、走査面を含みポリゴン中心を通る線に対してほぼ１８０°反転した位置に配置したものである。 The fourth prior art is disclosed in Patent Document 9. In a fourth conventional technique, at least a pair of lenses at corresponding positions with a light deflecting device of a scanning optical system interposed therebetween are formed by cylinder lenses that are divided and manufactured from one block body, and these cylinder lenses include a scanning surface. It is arranged at a position inverted by approximately 180 ° with respect to a line passing through the polygon center.
第５の従来技術は、特許文献１０に開示されているものである。第５の従来技術は、多色重ねを行うユニットに使う光学素子の曲がり調整機構を持つものである。 The fifth prior art is disclosed in Patent Document 10. The fifth prior art has a bending adjustment mechanism for an optical element used in a unit that performs multi-color superposition.
しかしながら、いずれの従来技術もそれぞれ、以下のような課題を有するものであった。 However, each of the conventional techniques has the following problems.
第１の従来技術は、共通の光学素子のみを使用しているため、光学素子の曲がりや傾き等の影響が全ての走査線について同等に影響し、主走査方向のビーム位置、副走査方向のビーム位置の絶対値はばらつくものの、相対位置がばらつくのを抑えられる。 Since the first prior art uses only a common optical element, the influence of the bending or inclination of the optical element affects all scanning lines equally, and the beam position in the main scanning direction and the sub-scanning direction are affected. Although the absolute value of the beam position varies, the relative position can be suppressed from varying.
しかし、第１の従来技術において、感光体ドラム間のピッチを大きくするためには、共通光学素子を出た後に空間的にビーム同士を分離し、分離可能となる光路から像面までの光路を長く取る必要があった。このようにするためには、ポリゴンミラーの大きさが大きくなり、風損が増えてしまうため、発熱、騒音の問題が出ると共に、スキャナモータも大型化してしまう問題があった。 However, in the first prior art, in order to increase the pitch between the photosensitive drums, the beams are spatially separated after exiting the common optical element, and the optical path from the optical path to the image plane that can be separated is set. It was necessary to take long. In order to do this, the size of the polygon mirror increases and windage loss increases, which causes problems of heat generation and noise, and increases the size of the scanner motor.
ポリゴンミラーの大きさが大きくなるのは、以下のためである。ビーム径は収束角に反比例するため、像面での主走査方向ビーム径が一定の際には、主走査方向にパワーを持つ最終光学素子と像面間の距離に比例して、その最終光学素子上での主走査ビーム径が大きくなる。ポリゴンミラーと最終光学素子間での光学素子により、ある程度は、ポリゴンミラー上での主走査方向ビーム径を小さくすることは可能であるが、それでも、最終光学素子上でのビーム径が大きくなると、ポリゴンミラー上でのビーム径は大きくなる傾向にある。振り角が同じ場合には、ポリゴンミラー径と、ポリゴンミラー上での主走査方向ビーム径は比例する関係にあるので、ポリゴンミラーの大きさが大きくなる。 The reason why the size of the polygon mirror is increased is as follows. Since the beam diameter is inversely proportional to the convergence angle, when the beam diameter in the main scanning direction on the image plane is constant, the final optical is proportional to the distance between the last optical element having power in the main scanning direction and the image plane. The main scanning beam diameter on the element increases. Depending on the optical element between the polygon mirror and the final optical element, it is possible to reduce the beam diameter in the main scanning direction on the polygon mirror to some extent, but if the beam diameter on the final optical element increases, The beam diameter on the polygon mirror tends to increase. When the swing angle is the same, the polygon mirror diameter and the beam diameter in the main scanning direction on the polygon mirror are in a proportional relationship, so the size of the polygon mirror increases.
第２の従来技術では、ポリゴンミラーの２面で走査を行い、それぞれの面にて２つの走査線を作り出しているが、各走査線に対し、設計的には同一でも、それぞれ異なる光学部品を重ねて使用しているため、製造上の曲がりや傾き等がある場合には、主走査方向や副走査方向の特性にばらつきが出て、主走査方向ビーム位置、副走査ビーム位置の絶対位置ばかりではなく、相対位置にもばらつきを生じる。その結果、多色を現像、重ね転写を行うと、色ずれが起こってしまう。また、ポリゴンミラー反射面へ副走査方向には垂直にビームを入射させているため、偏向後光学系内でビームの分離を行う空間を確保するために、ビーム間隔を大きくとる必要があり、ポリゴンミラーの厚さが厚くなってしまう問題もあった。 In the second prior art, scanning is performed on two surfaces of a polygon mirror, and two scanning lines are created on each surface. However, different optical components are used for each scanning line even though they are identical in design. Since there are bends and inclinations in manufacturing due to overlapping use, the characteristics in the main scanning direction and sub-scanning direction vary, and only the absolute position of the main scanning direction beam position and sub-scanning beam position. Instead, the relative position also varies. As a result, when multiple colors are developed and overlaid, color misregistration occurs. In addition, since the beam is incident perpendicularly to the polygon mirror reflecting surface in the sub-scanning direction, it is necessary to increase the beam interval in order to secure a space for beam separation in the post-deflection optical system. There was also a problem that the thickness of the mirror was increased.
第３の従来技術は、上述のように、ポリゴンミラーの２面及び２セットの光学素子、並びに、各レーザビーム毎の４セットの光学素子を用いているが、第２の従来技術と同様に、各走査線に対し、設計的には同一でも、それぞれ異なる光学素子を使用しているため、製造上の曲がりや傾き等がある場合には、主走査方向や副走査方向の特性にばらつきが出て、主走査方向ビーム位置や副走査ビーム位置の絶対位置ばかりではなく、相対位置にもばらつきを生じ、多色を現像、重ね転写を行うと、色ずれが起こってしまう問題があった。また、ポリゴンミラー反射面へ副走査方向には垂直にビームを入射させているため、偏向後光学系内でレーザビームの分離を行う空間を確保するために、ポリゴンミラーの厚さが厚くなってしまう問題もあった。 As described above, the third prior art uses two surfaces and two sets of optical elements of the polygon mirror, and four sets of optical elements for each laser beam, but as in the second prior art. Since each scanning line uses the same optical element even though it is the same in design, when there is a manufacturing bend or inclination, the characteristics in the main scanning direction and sub-scanning direction vary. As a result, not only the absolute position of the main scanning direction beam position and the sub-scanning beam position, but also the relative position varies, and there is a problem that color shift occurs when multiple colors are developed and overlaid. In addition, since the beam is incident perpendicularly to the polygon mirror reflecting surface in the sub-scanning direction, the polygon mirror is thickened to secure a space for separating the laser beam in the post-deflection optical system. There was also a problem.
第４の従来技術は、１ブロック体より分割製造されたシリンダレンズにより光偏向装置を挟んで対応位置にある少なくとも一対のレンズを形成しており、主走査方向についてのばらつきを抑えることができるが、副走査方向に関しての光学素子の製造ばらつきによる曲がりや傾き等の影響により、副走査ビーム位置の絶対位置ばかりではなく、相対位置にもばらつきを生じ、多色を現像、重ね転写を行うと、副走査方向に色ずれが起こってしまう問題があった。 In the fourth prior art, at least a pair of lenses at corresponding positions is formed by sandwiching the optical deflecting device with a cylinder lens divided and manufactured from one block body, and variations in the main scanning direction can be suppressed. , Due to the influence of bending or tilting due to manufacturing variations of the optical element in the sub-scanning direction, not only the absolute position of the sub-scanning beam position but also the relative position varies, and when multi-color development and overlay transfer are performed, There was a problem that color misregistration occurred in the sub-scanning direction.
第５の従来技術は、多色重ねを行うユニットに使う光学素子の曲がり調整機構を持つが、１つ１つに調整機構を設ける必要があり、また、主走査方向に関しての光学素子の製造ばらつきによる偏芯等の影響により、主走査方向のビーム位置の絶対位置ばかりではなく、相対位置にもばらつきを生じ、多色を現像、重ね転写を行うと、主走査方向に色ずれが起こってしまう問題があった。 The fifth prior art has a bending adjustment mechanism for optical elements used in a unit that performs multi-color superposition, but it is necessary to provide an adjustment mechanism for each one, and manufacturing variations of optical elements in the main scanning direction. Due to the influence of decentering, etc., not only the absolute position of the beam position in the main scanning direction but also the relative position varies, and if multiple colors are developed and overlaid, color misregistration occurs in the main scanning direction. There was a problem.
本発明は、光偏向装置における偏向器の形状や駆動に伴う種々の課題を解決することを目的としている。また、本発明は、光学部品の点数を減少させることを目的としている。さらに、本発明は、複数の被走査面に到達した複数の光線における主走査方向及び副走査方向の特性を合致させることを目的としている。 An object of the present invention is to solve various problems associated with the shape and driving of a deflector in an optical deflection apparatus. Another object of the present invention is to reduce the number of optical components. Furthermore, an object of the present invention is to match the characteristics in the main scanning direction and the sub-scanning direction of a plurality of light beams that have reached a plurality of scanned surfaces.
本発明は、偏向前光学装置、光偏向装置及び偏向後光学装置を有し、上記偏向前光学装置が、複数の光線のそれぞれの断面形状を所定の形状に整えた後、上記光偏向装置の所定の位置に向けて案内し、上記光偏向装置が、上記偏向前光学装置からの複数の光線を偏向走査し、上記偏向後光学装置が、偏向走査された各光線を対応する各被走査面に結像させる光走査装置において、上記偏向後光学装置が、それぞれが複数光線に作用する第１及び第２の偏向後光学系と、上記第１の偏向後光学系が作用させた複数光線を分離させる第１の光線分離手段と、上記第２の偏向後光学系が作用させた複数光線を分離させる第２の光線分離手段とを有し、上記偏向前光学装置及び上記光偏向装置が、複数の光線を、上記第１及び第２の偏向後光学系に振り分ける構成を有することを特徴とする。 The present invention includes a pre-deflection optical device, a light deflection device, and a post-deflection optical device. The pre-deflection optical device adjusts the cross-sectional shape of each of a plurality of light beams to a predetermined shape, and then Guided toward a predetermined position, the optical deflecting device deflects and scans a plurality of light beams from the pre-deflection optical device, and the post-deflection optical device responds to the respective scanned surfaces corresponding to the deflected light beams. In the optical scanning device that forms an image, the post-deflection optical device includes a first and a second post-deflection optical system that each act on a plurality of light beams, and a plurality of light beams that the first post-deflection optical system acts on. A first light beam separating unit that separates the second light beam separating unit that separates a plurality of light beams acted on by the second post-deflection optical system, and the pre-deflection optical device and the light deflection device include: A plurality of light beams are distributed to the first and second post-deflection optical systems. And having a structure to separate.
光偏向装置からの複数の光線を、複数光線に作用する第１及び第２の偏向後光学系を通した後に、第１及び第２の光線分離手段によって、分離させて複数の走査線に分けているので、光偏向装置における偏向器（例えばポリゴンミラー）を厚くすることなく、被走査面の間隔を大きくでき、また、偏向器（例えばポリゴンミラー）を小さく（薄く）でき、その駆動時の風損、発熱、騒音を低減でき、駆動構成自体も小型化できる。 A plurality of light beams from the optical deflecting device pass through the first and second post-deflection optical systems that act on the plurality of light beams, and then are separated by the first and second light beam separating means into a plurality of scanning lines. Therefore, the distance between the scanned surfaces can be increased without increasing the thickness of the deflector (for example, polygon mirror) in the optical deflecting device, and the deflector (for example, polygon mirror) can be decreased (thin). Windage loss, heat generation, and noise can be reduced, and the drive configuration itself can be reduced in size.
第１及び第２の偏向後光学系の全ての光学部品は、光偏向装置からの複数の光線が全て通過して作用を与えるので、光学部品点数を減らすことが可能となる。 Since all the optical components of the first and second post-deflection optical systems act by passing all of the plurality of light beams from the optical deflecting device, the number of optical components can be reduced.
また、同じ光学部品が作用する光線同士では、共通の光学部品のみを使用しているため、光学部品の曲がり、傾き等の影響が全ての走査線について同等に影響し、主走査方向の照射位置、副走査方向の照射位置の絶対値は設計値から外れても、相対位置がばらつくのを抑えることができる。 In addition, since only the common optical components are used between the rays that are affected by the same optical components, the influence of bending, tilting, etc. of the optical components affects all scanning lines equally, and the irradiation position in the main scanning direction Even if the absolute value of the irradiation position in the sub-scanning direction deviates from the design value, it is possible to suppress variation in the relative position.
ここで、上記第１及び又は第２の偏向後光学系へ出射する上記光偏向装置への複数の入射光線を、副走査方向に、上記第１及び又は第２の偏向後光学系内にて、走査線が交差する方向へ傾けることができる。 Here, in the first and / or second post-deflection optical system, a plurality of incident light beams to the optical deflecting device that are emitted to the first and / or second post-deflection optical system in the sub-scanning direction. , Can be tilted in the direction in which the scanning lines intersect.
このようにすると、光偏向装置の偏向面での複数の光線の間隔を低減し、偏向面の厚みを低減できる。その結果、光偏向装置の偏向器（例えばポリゴンミラー）の駆動時の風損、発熱、騒音を低減でき、駆動構成自体も小型化できる。 If it does in this way, the space | interval of the some light ray in the deflection surface of an optical deflection apparatus can be reduced, and the thickness of a deflection surface can be reduced. As a result, windage loss, heat generation, and noise during driving of a deflector (for example, a polygon mirror) of the optical deflector can be reduced, and the drive configuration itself can be reduced in size.
また、上述した本発明において、全ての光学部品は、製造時の姿勢が、主走査方向には同じで、副走査方向には反対になるように配置されると共に、上記光偏向装置から出射され、対応する上記被走査面に到達するまでの光路を折り曲げるミラー枚数が、各光線について、全て奇数枚か又は全て偶数枚であり、その被走査面への入射角が等しいことが好ましい。 In the above-described present invention, all the optical components are arranged so that the posture during manufacture is the same in the main scanning direction and opposite in the sub-scanning direction, and is emitted from the light deflecting device. It is preferable that the number of mirrors that bend the optical path to reach the corresponding scanned surface is an odd number or an even number for each light beam, and the incident angles on the scanned surface are equal.
このようにすることにより、光偏向装置から第１の偏向後光学系に向かった複数の光線や、光偏向装置から第２の偏向後光学系に向かった複数の光線等の全ての光線が対応する被走査面に到達した際の、全ての光線の主走査方向及び副走査方向の特性を合わせることができる。 By doing so, all the light beams such as a plurality of light beams directed from the light deflecting device to the first post-deflection optical system and a plurality of light beams directed from the light deflecting device to the second post-deflection optical system are supported. The characteristics of all the light beams in the main scanning direction and the sub-scanning direction when reaching the surface to be scanned can be matched.
ここで、成形された光学部品を含む場合には、異なる光線に対し同じ作用を行う成形された同種の光学部品は、そのゲート位置が、主走査方向には同じ方向で、副走査方向には反対方向を向いて配置されていることが好ましく、さらには、それら同種の光学部品は、同じキャビティーで成形されたものであることが好ましい。 Here, in the case of including a molded optical component, the gate position of the same type of molded optical component that performs the same action on different light beams is the same in the main scanning direction and in the sub scanning direction. It is preferable that they are arranged in the opposite direction, and furthermore, it is preferable that these similar optical parts are molded in the same cavity.
また、研磨加工されている光学部品を含む場合には、異なる光線に対し同じ作用を行う研磨加工された同種の光学部品は、その研磨の方向が、主走査方向には同じ方向で、副走査方向には反対方向を向いて配置されていることが好ましい。 In addition, in the case of including polished optical parts, the same kind of polished optical parts that perform the same action on different light beams have the same polishing direction in the main scanning direction, and the sub-scanning. It is preferable that the direction is arranged in the opposite direction.
製造時の設計値からのばらつきは、同一工程で同じ製造治具で製作しているのであれば、同じように発生し、上述した配置はこの点を考慮している。 The variation from the design value at the time of manufacture occurs in the same way if the same manufacturing jig is used in the same process, and the above-described arrangement takes this point into consideration.
製造時の姿勢が、主走査方向には同じになるようにすれば、この方向を同じとするように管理しない場合に比べ、光線の照射位置の特性ばらつきを抑えることができる。 If the posture at the time of manufacture is made the same in the main scanning direction, it is possible to suppress variations in the characteristics of the irradiation position of the light compared to the case where the direction is not managed to be the same.
上述した折り返しミラーの枚数条件と、副走査方向での光学部品の配置条件は、光線が数回折り返されて被走査面に到達した場合における副走査方向の特性合わせの条件となっている。すなわち、折り返しミラーの枚数が複数の光線に関して奇数枚と偶数枚とが混在している状況では、副走査方向の特性を合わせることができない（ずれの方向が反対となってしまう）。また、被走査面への入射角度がばらつくと、例えば、副走査方向には、その角度の余弦の逆数倍に拡大されるため、その倍率が異なって、副走査方向の特性が異なってきてしまう。 The above-described conditions for the number of folding mirrors and the arrangement conditions for the optical components in the sub-scanning direction are conditions for matching the characteristics in the sub-scanning direction when the light beam is reflected several times and reaches the surface to be scanned. That is, when the number of folding mirrors is a mixture of odd and even numbers with respect to a plurality of light beams, the characteristics in the sub-scanning direction cannot be matched (the direction of displacement is opposite). Also, if the incident angle on the surface to be scanned varies, for example, in the sub-scanning direction, it is enlarged to the inverse of the cosine of that angle, so the magnification is different and the characteristics in the sub-scanning direction are different. End up.
他の本発明は、偏向前光学装置、光偏向装置及び偏向後光学装置を有し、上記偏向前光学装置が、複数の光線のそれぞれの断面形状を所定の形状に整えた後、上記光偏向装置の所定の位置に向けて案内し、上記光偏向装置が、上記偏向前光学装置からの複数の光線を偏向走査し、上記偏向後光学装置が、偏向走査された各光線を対応する各被走査面に結像させる光走査装置において、上記光偏向装置は、その複数の面によって複数の光線を偏向するものであり、全ての光学部品は、製造時の姿勢が、主走査方向には同じで、副走査方向には反対になるように配置されると共に、上記光偏向装置から出射され、対応する上記被走査面に到達するまでの光路を折り曲げるミラー枚数が、各光線について、全て奇数枚か又は全て偶数枚であることを特徴とする。 Another aspect of the present invention includes a pre-deflection optical device, a light deflection device, and a post-deflection optical device, and the pre-deflection optical device adjusts the cross-sectional shape of each of a plurality of light beams to a predetermined shape, and then the light deflection. The optical deflecting device deflects and scans a plurality of light beams from the pre-deflection optical device, and the post-deflection optical device guides each light beam deflected and scanned to a corresponding object. In the optical scanning device that forms an image on the scanning surface, the optical deflecting device deflects a plurality of light beams by the plurality of surfaces, and all the optical components have the same attitude in the main scanning direction during the manufacturing. Therefore, the number of mirrors arranged opposite to each other in the sub-scanning direction and bent from the light deflecting device until reaching the corresponding scanned surface is an odd number for each light beam. Or that they are all even And butterflies.
また、被走査面への入射角度がばらつくと、例えば、副走査方向には、その角度の余弦の逆数倍に拡大されるため、その倍率が異なって、副走査方向の特性が異なってきてしまう。 Also, if the incident angle on the surface to be scanned varies, for example, in the sub-scanning direction, it is enlarged to the inverse of the cosine of that angle, so the magnification is different and the characteristics in the sub-scanning direction are different. End up.
この他の本発明は、全ての光線が対応する被走査面に到達した際の、全ての光線の主走査方向及び副走査方向の特性を合わせることができるための要件だけを含んでいるものである。 Other aspects of the present invention include only a requirement for matching the characteristics of all the light beams in the main scanning direction and the sub-scanning direction when all the light beams reach the corresponding scanning surface. is there.
この他の本発明の作用は、上述した本発明の作用と同様であり、その光学部品に関する限定要件等も上述した本発明と同様である。 The other operations of the present invention are the same as the above-described operations of the present invention, and the limiting requirements regarding the optical components are the same as those of the above-described present invention.
本発明によれば、光偏向装置における偏向器の形状や駆動に伴う種々の課題を解決できたり、光学部品の点数を減少させることができたり、及び又は、複数の被走査面に到達した複数の光線における主走査方向及び副走査方向の特性を合致させることができたりする光走査装置を実現することができる。 According to the present invention, various problems associated with the shape and driving of the deflector in the optical deflection apparatus can be solved, the number of optical components can be reduced, and / or a plurality of parts reaching a plurality of scanned surfaces. Thus, it is possible to realize an optical scanning device that can match the characteristics of the main beam in the main scanning direction and the sub-scanning direction.
（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明による光走査装置の好適な第１の実施形態について、図面を参照しながら詳述する。
(A) First Embodiment Hereinafter, a preferred first embodiment of an optical scanning device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１（Ａ）は、カラープリンタ装置に組み込まれる光走査装置の光路を、ミラーによる折り返しを展開して平面方向（以下に説明する光偏向装置の回転軸方向）から見た状態を示しており、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示した平面方向と直交する方向（以下に説明する光偏向装置の回転軸と垂直な方向）から見た状態で、ミラーによる折り返しを展開せず、光偏向装置の反射点から被走査面までの間に配置される光学素子を通過するレーザビームに関し、光偏向装置による偏向角が０°の位置で見た状態を示している。 FIG. 1A shows a state in which the optical path of the optical scanning device incorporated in the color printer apparatus is viewed from the plane direction (rotation axis direction of the optical deflecting device described below) by developing the folding by the mirror. FIG. 1B shows a state in which folding by a mirror is unfolded in a state viewed from a direction orthogonal to the plane direction shown in FIG. 1A (a direction perpendicular to a rotation axis of an optical deflector described below). First, the laser beam passing through the optical element disposed between the reflection point of the optical deflecting device and the surface to be scanned is shown as viewed at a position where the deflection angle by the optical deflecting device is 0 °.
図１において、光走査装置１は、色成分（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）毎の画像データに対応するレーザビームＬＹ、ＬＭ、ＬＣ及びＬＢを出射する第１〜第４の半導体レーザ素子（以下に説明する通り、実際には、それぞれ２つの発光チップを含むレーザアレイ；光源）３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ及び３Ｂと、各半導体レーザ素子３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂから出射された４群すなわち４色（各２本）のレーザビームＬ（ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢ）を、対応する画像形成部５０（５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂ）に収容されている各感光体ドラム５８（５８Ｙ、５８Ｍ、５８Ｃ、５８Ｂ）に向けて所定の線速度で連続的に反射すなわち偏向するただ１個の光偏向装置５を有している。
In FIG. 1, an
なお、各レーザアレイ３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂは、図面では示していないが、１個のパッケージに２個の発光チップが設けられ、色成分毎の画像データに対応して２本のレーザビームＬ（ａ）とＬ（ｂ）、すなわちＬＹ（ａ＋ｂ）、ＬＭ（ａ＋ｂ）、ＬＣ（ａ＋ｂ）、ＬＢ（ａ＋ｂ）を出射可能な半導体レーザアレイである。但し、各レーザアレイ３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂから出射される、それぞれ２本のレーザビームＬＹ（ａ＋ｂ）、ＬＭ（ａ＋ｂ）、ＬＣ（ａ＋ｂ）、ＬＢ（ａ＋ｂ）は、実際には、概ね重なりあっているので、それぞれのレーザビームを識別して説明する必要のない場合には、それぞれの色成分毎に、レーザビームＬＹ、ＬＭ、ＬＣ及びＬＢと表現する。
Although each
各レーザアレイ３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂは、光偏向装置５に対して、図１（Ａ）に示されるように配置されている。すなわち、マゼンタ画像用レーザアレイ３Ｍ及びシアン画像用レーザアレイ３Ｃはそれぞれ、それから出射されたレーザビームＬＭ及びＬＣが光偏向装置５の反射面に直接入射可能に配置されている。また、イエロー画像用レーザアレイ３Ｙ及び黒画像用レーザアレイ３Ｂはそれぞれ、それから出射されたレーザビームＬＹ及びＬＢが、レーザビームＬＣ、ＬＭに対して、所定の角度で設けられている合成ミラー７Ｙ、７Ｂにより折り返されて平面方向から見た状態で、レーザビームＬＹがレーザビームＬＭに概ね重ね合わせられ、レーザビームＬＢがレーザビームＬＣに概ね重ね合わせられるように配置されている。
Each of the
但し、レーザビームＬＹ及びＬＭと、レーザビームＬＣ及びＬＢとは、図１（Ｂ）に示されるように、光偏向装置５により偏向される方向と直交する方向すなわち副走査方向に関しては、所定の間隔に整列され、偏向後光学系内で交差するような角度をもって光偏向装置５に入射されている。
However, as shown in FIG. 1B, the laser beams LY and LM and the laser beams LC and LB are predetermined in the direction orthogonal to the direction deflected by the
各レーザアレイ３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂと光偏向装置５との間には、各レーザアレイ３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３ＢからのレーザビームＬＹ（ａ＋ｂ）、ＬＭ（ａ＋ｂ）、ＬＣ（ａ＋ｂ）、ＬＢ（ａ＋ｂ）の断面ビーム形状を所定の形状に整える光源側光学系すなわち偏向前光学系９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｂが配置されている。
Between each
各レーザアレイ３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３ＢからのレーザビームＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢはそれぞれ、対応する偏向前光学系９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｂのコリメートレンズ１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂによりコリメートされ、各コリメートレンズ１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂの後側焦点に設けられている絞り１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｂにより所定の断面ビーム形状が与えられ、シリンダレンズ１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｂにより、少なくとも副走査方向については収束性が与えられて、光偏向装置５の反射面に案内される。
The laser beams LY, LM, LC, and LB from the
なお、各コリメートレンズ１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂは、後述する偏向後光学系２１（２１ＹＭ、２１ＣＢ）に用いられる複数のレンズの材質及び形状の適切な選択により、有限焦点レンズや、発散度を抑える正のパワーを持ったレンズなどに置き換えることも可能である。
Each of the
光偏向装置５は、複数（まれに１面）の反射面を有するポリゴンミラーとこのポリゴンミラーを所定の速度で回転するスキャンモータとを含んでなる。なお、図１では、ポリゴンミラーのみを図示している。
The
光偏向装置（ポリゴンミラー）５の反射面５ａ、５ｂに所定の断面ビーム形状で案内された各レーザビームＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢは、反射面５ａ、５ｂが回転されるにつれて順次反射方向が変化されながら、感光体ドラム５８（５８Ｙ、５８Ｍ、５８Ｃ、５８Ｂ）の軸線方向（従って主走査方向）に沿って連続して反射、偏向される。すなわち、走査される。
The laser beams LY, LM, LC, and LB guided to the reflecting
なお、図１（Ａ）における反射面５ａは、レーザビームＬＣ及びＬＢの偏向に機能しており、反射面５ｂは、レーザビームＬＹ及びＬＭの偏向に機能している。
Note that the
以下の説明においては、ポリゴンミラーに対する参照符号としても光偏向装置と同じ「５」を適宜用いる。 In the following description, the same reference numeral “5” as that of the optical deflection apparatus is used as appropriate for the polygon mirror.
ポリゴンミラー５の反射面５ａ、５ｂで反射された各レーザビームＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢは、少なくとも副走査方向に関して、各レーザビームＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢの進行方向（結像位置）を変化させることのできる非平面を含む光学素子である第１〜第４の結像レンズ２３（２３ＹＭ、２３ＣＢ）、２５（２５ＹＭ、２５ＣＢ）、２７（２７ＹＭ、２７ＣＢ）及び２９（２９ＹＭ、２９ＣＢ）を順に通過する。なお、第１〜第４の結像レンズ２３、２５、２７及び２９は、光走査装置１内に、画像形成部５０（５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ及び５０Ｂ）からのトナーや用紙（被転写材）が微粉体となった紙粉等が回り込むことを抑止するための後述する防塵ガラス等と共に、偏向前光学系９（９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ及び９Ｂ）と対比されて、偏向後光学系２１（２１ＹＭ、２１ＣＢ）と呼ばれている。
The laser beams LY, LM, LC, and LB reflected by the reflecting
各レーザビームＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢは、偏向後光学系２１の第１〜第４の結像レンズ２３、２５、２７及び２９を通過することにより、従来の光走査装置と同様に、以下のような諸特性が最適化される。 Each of the laser beams LY, LM, LC, and LB passes through the first to fourth imaging lenses 23, 25, 27, and 29 of the post-deflection optical system 21, and similarly to the conventional optical scanning device, the following The following characteristics are optimized.
（１）結像面が、走査面全域に渡ってほぼ像面に一致している。 (1) The imaging plane substantially coincides with the image plane over the entire scanning plane.
（２）光偏向装置５により偏向された際に、像面にて偏向角に概ね比例した像高に照射される（ｆθ特性が良好である）。
(2) When the light is deflected by the
（３）１点（レーザ発光点）から出射されたレーザビームが、結像点にて概ね１点に集光される。 (3) The laser beam emitted from one point (laser emission point) is condensed at approximately one point at the imaging point.
（４） ポリゴンミラー（５）の面の倒れが、副走査方向ビーム位置に影響しないように、ポリゴンミラーの反射点と、像面を、走査線全域に渡って共役な関係とする。 (4) The polygon mirror reflection point and the image plane have a conjugate relationship over the entire scanning line so that the tilt of the surface of the polygon mirror (5) does not affect the beam position in the sub-scanning direction.
偏向後光学系２１（２１ＹＭ、２１ＣＢ）によって、上述のように、諸特性が最適に設定された各レーザビームＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢはそれぞれ、個々の色成分に対応して後段に配置されている、第１〜第３の光路折り返し用平面ミラー３３（３３Ｂ、３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ）、３５（３５Ｂ、３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ）、及び、３７（３７Ｂ、３７Ｙ、３７Ｍ、３７Ｃ）により順に折り返され、光走査装置１内部を防塵するための防塵ガラス３９（３９Ｙ、３９Ｍ、３９Ｃ、３９Ｂ）を通って、対応する感光体ドラム５８（５８Ｙ、５８Ｍ、５８Ｃ、５８Ｂ）の外周面に案内される。
By the post-deflection optical system 21 (21YM, 21CB), as described above, the laser beams LY, LM, LC, LB, whose characteristics are optimally set, are respectively arranged in the subsequent stages corresponding to the individual color components. The first to third optical path folding plane mirrors 33 (33B, 33Y, 33M, 33C), 35 (35B, 35Y, 35M, 35C), and 37 (37B, 37Y, 37M, 37C) in order. It is folded and passed through the dust-proof glass 39 (39Y, 39M, 39C, 39B) for dust-proofing the inside of the
以下、上述のように構成されている第１の実施形態の光走査装置１の特徴点などを整理して説明する。
Hereinafter, the features of the
（１） １個のスキャナモータ（図示せず）上にポリゴンミラー（図１Ａにおける５）があり、その複数面（２面）５ａ、５ｂによって走査されるそれぞれ複数のレーザビームを、複数のレーザビームに作用する２組の偏向後光学系２１ＣＢ、２１ＹＭの結像レンズ群２３ＣＢ、２５ＣＢ、２７ＣＢ及び２９ＣＢ、並びに、２３ＹＭ、２５ＹＭ、２７ＹＭ及び２９ＹＭを通した後に、空間的にレーザビームが分離した位置で、分離ミラー３３Ｃ、３３Ｍにより、各レーザビームに分離し、４つの走査線に分けている。 (1) A polygon mirror (5 in FIG. 1A) is provided on one scanner motor (not shown), and a plurality of laser beams scanned by a plurality of surfaces (two surfaces) 5a and 5b are converted into a plurality of lasers. The position where the laser beam is spatially separated after passing through the two lens groups 23CB, 25CB, 27CB and 29CB of the post-deflection optical systems 21CB and 21YM acting on the beam and 23YM, 25YM, 27YM and 29YM Thus, the laser beams are separated by the separation mirrors 33C and 33M and divided into four scanning lines.
このような構成により、ポリゴンミラー径を大きくすることなく、感光体ドラム間の間隔を大きくすることに対応できる。ポリゴンミラー径を小さくでき、風損を小さくし、発熱、騒音を低減できると共に、スキャナモータを小型、安価にできる。 With such a configuration, it is possible to cope with increasing the interval between the photosensitive drums without increasing the polygon mirror diameter. The polygon mirror diameter can be reduced, windage loss can be reduced, heat generation and noise can be reduced, and the scanner motor can be made smaller and less expensive.
なお、図２には、同じ光学部品及びポリゴンミラーを用いた際において、全ての光線を１組の偏向後光学部品に通したとき（図２（Ｂ））と、第１の実施形態のように、２組の偏向後光学部品に通したとき（図２（Ａ））との比較を示す。図２（Ａ）は、第１の実施形態に係る図１（Ｂ）と同じ図面であるが、比較のために再掲載している。感光体ドラムから偏向後光学部品までの高さ方向をほぼ同じとした場合でも、全ての光線を２組の偏向後光学部品に通したとき（図２（Ａ））の感光体ドラム間の間隔は、１組の偏向後光学部品に通したとき（図２（Ｂ））の２倍以上にできていることが判る。 In FIG. 2, when the same optical component and polygon mirror are used, all the light beams pass through one set of post-deflection optical components (FIG. 2B), as in the first embodiment. Fig. 2 shows a comparison with two sets of optical components after deflection (Fig. 2A). FIG. 2A is the same drawing as FIG. 1B according to the first embodiment, but is reprinted for comparison. Even when the height direction from the photosensitive drum to the optical component after deflection is substantially the same, the distance between the photosensitive drums when all light beams pass through the two optical components after deflection (FIG. 2A). It can be seen that it is more than twice as large as when passed through a set of optical components after deflection (FIG. 2B).
感光体ドラム５８（５８Ｙ、５８Ｍ、５８Ｃ、５８Ｂ）の周囲に、図示しない帯電部、現像部、転写部、トナー除去部などの種々の処理部が設けられて画像形成部５０（５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂ）が形成されているので、各感光体ドラム５８（５８Ｙ、５８Ｍ、５８Ｃ、５８Ｂ）間の間隔をそれなりに大きくしなければならないが、図２（Ｂ）のように、１組の偏向後光学部品を通した上で、各感光体ドラム５８（５８Ｙ、５８Ｍ、５８Ｃ、５８Ｂ）間の間隔をそれなりに大きくしようとすると、全体のサイズを大きくする必要が出てきてポリゴンミラー５が大きくなってしまう。
Around the photosensitive drum 58 (58Y, 58M, 58C, 58B), various processing units such as a charging unit, a developing unit, a transfer unit, and a toner removing unit (not shown) are provided to form an image forming unit 50 (50Y, 50M, 50C, 50B), the interval between the photosensitive drums 58 (58Y, 58M, 58C, 58B) must be increased accordingly, but as shown in FIG. If the distance between the photosensitive drums 58 (58Y, 58M, 58C, 58B) is increased as much as possible after passing through the deflected optical parts, the entire size needs to be increased, and the
第１の実施形態の光走査装置１は、上述のように、ポリゴンミラー（５）の大型化を抑えつつ、各感光体ドラム５８（５８Ｙ、５８Ｍ、５８Ｃ、５８Ｂ）間の間隔を大きくすることができる。
As described above, the
（２） 偏向後光学系２１ＣＢ、２１ＹＭを構成している全ての結像レンズ２３ＣＢ、２５ＣＢ、２７ＣＢ及び２９ＣＢ、並びに、２３ＹＭ、２５ＹＭ、２７ＹＭ及び２９ＹＭは、対応するポリゴンミラー面５ａ、５ｂで走査されたレーザビームが全部通過するように作用する。 (2) All the imaging lenses 23CB, 25CB, 27CB and 29CB and the 23YM, 25YM, 27YM and 29YM constituting the post-deflection optical systems 21CB and 21YM are scanned by the corresponding polygon mirror surfaces 5a and 5b. It acts so that all the laser beams pass through.
すなわち、レーザビームＬＣ及びＬＢは、ポリゴンミラー（５）の同一面５ａ（なお、図１とは異なり、同位相のポリゴンミラー面でも良い）で反射され、共通の光学部品２３ＣＢ、２５ＣＢ、２７ＣＢ、２９ＣＢを通る。また、レーザビームＬＹ及びＬＭは、ポリゴンミラー（５）の同一面５ｂ（なお、図１とは異なり、同位相のポリゴンミラー面でも良い）で反射され、共通の光学部品２３ＹＭ、２５ＹＭ、２７ＹＭ、２９ＹＭを通る。言い換えると、１本だけのレーザビームが通過するような偏向後光学系の光学部品もなく、また、全４本のレーザビームが通過するような偏向後光学系の光学部品もない。
That is, the laser beams LC and LB are reflected by the
２組の偏向後光学部品２３ＣＢ、２５ＣＢ、２７ＣＢ及び２９ＣＢと、２３ＹＭ、２５ＹＭ、２７ＹＭ及び２９ＹＭとは、配置対称軸ｌｓｙｍ（図１参照）を回転対称軸とし、１８０度回転させた位置関係がある。 The two sets of post-deflection optical components 23CB, 25CB, 27CB, and 29CB and 23YM, 25YM, 27YM, and 29YM have a positional relationship that they are rotated 180 degrees with the arrangement symmetry axis lsym (see FIG. 1) as the rotation symmetry axis. .
以上のことにより、光学部品の点数を減らすことが可能となっている。 As a result, the number of optical parts can be reduced.
また、同じ光学部品が作用するレーザビーム同士では、共通の光学部品のみを使用しているため、光学部品の曲がり、傾き等の影響が同等に影響し、主走査方向のビーム位置、副走査方向のビーム位置の絶対値は、設計値からはずれることがあっても、相対位置がばらつくことを抑えることができる。 In addition, since only common optical components are used between laser beams on which the same optical components act, the influences of the bending and tilting of the optical components are equally affected, and the beam position in the main scanning direction and the sub-scanning direction Even if the absolute value of the beam position deviates from the design value, it is possible to prevent the relative position from varying.
（３） 同一のポリゴンミラー面５ａ、５ｂへ入射する２個のレーザビームを、図１Ｂに示すように、副走査方向に、偏向後光学系内にて、走査線が交差する方向へ傾けている。これにより、ポリゴンミラー面上での２個のレーザビームの副走査方向の間隔よりも、光線分離位置（図１（Ｂ）でのミラー３３Ｃや３３Ｍの位置）での副走査方向の間隔を大きくできていることが判る。
(3) Two laser beams incident on the same polygon mirror surfaces 5a and 5b are tilted in the sub-scanning direction in the post-deflection optical system in the direction where the scanning lines intersect as shown in FIG. 1B. Yes. Thereby, the interval in the sub-scanning direction at the light beam separation position (the position of the
ポリゴンミラー面上でのビーム間隔を低減できるので、ポリゴンミラー厚を低減することができる。これにより、風損を小さくでき、発熱や騒音を低減でき、スキャナモータを小型、安定化できる。 Since the beam interval on the polygon mirror surface can be reduced, the thickness of the polygon mirror can be reduced. As a result, windage loss can be reduced, heat generation and noise can be reduced, and the scanner motor can be reduced in size and stabilized.
因みに、仮に、副走査方向に傾きなくポリゴンミラーへ２個のレーザビームを入射した場合には、２個のレーザビームを分離する位置でのビーム間隔と、ポリゴンミラー上でのビーム間隔は同じになるため、ポリゴンミラーの厚さを厚くする必要がある。 Incidentally, if two laser beams are incident on the polygon mirror without tilting in the sub-scanning direction, the beam interval at the position where the two laser beams are separated and the beam interval on the polygon mirror are the same. Therefore, it is necessary to increase the thickness of the polygon mirror.
（４） 同種の全ての光学部品、特に、偏向後光学系の同種の全ての光学部品は、その製造時の姿勢が、主走査方向には同じで副走査方向には反対になるように配置され、それぞれのレーザビームに作用する平面折り返しミラー枚数は、全て奇数か全て偶数である。第１の実施形態の場合、各レーザビームに作用する平面折り返しミラー枚数は３枚に統一されている。 (4) All optical components of the same type, in particular all optical components of the same type in the post-deflection optical system, are arranged so that their postures during manufacture are the same in the main scanning direction and opposite in the sub-scanning direction. The number of plane folding mirrors acting on each laser beam is all odd or all even. In the case of the first embodiment, the number of plane folding mirrors acting on each laser beam is unified to three.
例えば、光学部品２３ＣＢ及び２３ＹＭは、同じキャビティーで成形された同一の成形レンズである。光学部品２３ＣＢを、配置対称軸ｌｓｙｍ（図１参照）を回転中心として、１８０度回転したときに、光学部品２３ＹＭと重なるような配置となっており、配置対称軸ｌｓｙｍを回転中心として１８０度回転した際の、光学部品２３ＣＢ及び２３ＹＭは、成形時の姿勢が同じ方向を向くような方向に配置されている。 For example, the optical components 23CB and 23YM are the same molded lens molded in the same cavity. The optical component 23CB is arranged so as to overlap the optical component 23YM when rotated 180 degrees about the arrangement symmetry axis lsym (see FIG. 1), and rotated 180 degrees about the arrangement symmetry axis lsym. In this case, the optical components 23CB and 23YM are arranged in such a direction that the posture during molding faces the same direction.
また例えば、他の組の光学部品２５ＣＢ及び２５ＹＭ、２７ＣＢ及び２７ＹＭ、２９ＣＢ及び２９ＹＭは、それぞれ、同一の研磨により製作された研磨レンズであり、加工治具の同じ場所に固定されたものである。光学部品２５ＣＢ、２７ＣＢ、２９ＣＢを、配置対称軸ｌｓｙｍを回転中心として、１８０度回転したときに、光学部品２５ＹＭ、２７ＹＭ、２９ＹＭと重なるような配置となっており、配置対称軸ｌｓｙｍを回転中心として１８０度回転した際の、光学部品２５ＣＢ及び２５ＹＭ、２７ＣＢ及び２７ＹＭ、２９ＣＢ及び２９ＹＭは、研磨時の研磨の方向が同じ方向を向くような方向に配置されている。 Further, for example, the other sets of optical components 25CB and 25YM, 27CB and 27YM, 29CB and 29YM are polishing lenses manufactured by the same polishing, and are fixed at the same place on the processing jig. When the optical components 25CB, 27CB, and 29CB are rotated 180 degrees around the arrangement symmetry axis lsym, the optical components 25YM, 27YM, and 29YM are arranged so as to overlap with the arrangement symmetry axis lsym. The optical components 25CB and 25YM, 27CB and 27YM, 29CB and 29YM when rotated 180 degrees are arranged in such a direction that the polishing direction during polishing faces the same direction.
このようにすることにより、ポリゴンミラー５の異なる反射面５ａ、５ｂにて反射され、各感光体ドラム５８Ｙ、５８Ｍ、５８Ｃ、５８Ｂに到達したレーザビームの主走査方向及び副走査方向の特性を合わせることができる。
By doing so, the characteristics of the laser beam reflected by the different reflecting
一般に、光学部品に関し、製造時の設計値からのばらつきは、同一工程で同じ製造治具で製作しているのであれば、同じように発生する。 In general, with respect to an optical component, variation from a design value at the time of manufacture occurs in the same manner as long as the same manufacturing jig is used in the same process.
例えば、成形レンズであれば、ゲートの位置、冷却管の配置、金型の誤差、その成形レンズの取出し時の撓み等により設計値からずれるが、そのずれは、同じキャビティーのものであれば、ほぼ一定にすることができる。これらのばらつきは、設計からのずれ量に比べると、１／１０程度にできる。 For example, if it is a molded lens, it will deviate from the design value due to the position of the gate, the arrangement of the cooling pipe, the error of the mold, the deflection when taking out the molded lens, etc. , Can be almost constant. These variations can be reduced to about 1/10 of the deviation from the design.
また例えば、研磨レンズであれば、研磨用砥石のガラスに対して削り込んでいく方向や、母材となるガラス取り付け時の基準面により、形状誤差が発生するが、これらを、同じ向きにして形状を測定すると、これらのばらつきは、設計からのずれ量に比べると、１／３程度である。 Also, for example, in the case of a polishing lens, a shape error may occur depending on the direction of grinding with respect to the glass of the grinding wheel and the reference surface when the glass as the base material is attached. When the shape is measured, these variations are about 1/3 of the deviation from the design.
以上のような光学部品の製造時の姿勢を考慮して配置することは重要である。 It is important to arrange the optical components in consideration of the posture at the time of manufacturing the optical components as described above.
上述したように、２組の偏向後光学部品２３ＣＢ、２５ＣＢ、２７ＣＢ及び２９ＣＢと、２３ＹＭ、２５ＹＭ、２７ＹＭ及び２９ＹＭは、配置対称軸ｌｓｙｍ（図１参照）を回転対称軸とし、１８０度回転させた位置関係で配置される。 As described above, the two sets of post-deflection optical components 23CB, 25CB, 27CB, and 29CB, and 23YM, 25YM, 27YM, and 29YM are rotated 180 degrees with the arrangement symmetry axis lsym (see FIG. 1) as the rotation symmetry axis. Arranged in positional relationship.
このようにすれば、主走査方向に同じ形状のものであれば、図１（Ａ）において、対称軸ｌｓｙｍを挟んで鏡像の関係になり、主走査方向の特性も鏡像関係となる。このため、主走査方向に関しては、色ずれ発生を防ぐことができる。すなわち、製造時の姿勢が、主走査方向には同じになるようにすれば、この方向を同じとするように管理しない場合に比べ、図１（Ａ）上での左右のビーム位置の特性ばらつきも、研磨レンズを使用した場合で１／３、成形レンズを使用した場合で１／１０程度とすることができる。この場合、位置を出すための基準面の取り方、固定の仕方も、図１（Ａ）の光学部品の配置対称軸ｌｓｙｍを中心として１８０度回転させたときと同じようにすることが望ましい。 In this way, if they have the same shape in the main scanning direction, in FIG. 1 (A), they have a mirror image relationship with the symmetry axis lsym in between, and the characteristics in the main scanning direction also have a mirror image relationship. For this reason, occurrence of color misregistration can be prevented in the main scanning direction. That is, if the posture at the time of manufacture is the same in the main scanning direction, the characteristic variation of the left and right beam positions on FIG. However, it can be reduced to about 1/3 when a polishing lens is used and about 1/10 when a molded lens is used. In this case, it is desirable that the method of taking and fixing the reference plane for obtaining the position is the same as that when the optical component is arranged to be rotated 180 degrees about the arrangement symmetry axis lsym of FIG.
光学部品が主走査方向に非対称な形状であるならば、もちろん、光が通過する方向は逆、主走査方向に対する部品の方向は同じにしなければならない。 If the optical component has an asymmetric shape in the main scanning direction, of course, the direction through which light passes is reversed, and the direction of the component with respect to the main scanning direction must be the same.
図３（Ａ）に、図１（Ａ）の光学部品の配置対称軸ｌｓｙｍを中心として、左側の光学素子を１８０度回転させた配置にさせた状態を副走査方向から見、折り返しミラーによる折り曲げを展開したときの模式図を示す。図３（Ａ）において、レンズは偏向後光学系の合成レンズとして描いており、中央部での合成レンズや光路を実線で示しており、端部で、レンズの曲がりや傾き等が発生することにより、レンズ光軸がずれてしまっている状態を点線で示している。図３（Ａ）の例では、中央部と端部との光線は、δだけずれてしまっている。 FIG. 3A shows a state in which the optical element on the left side is rotated 180 degrees around the axis of symmetry sym of the optical component in FIG. The schematic diagram when is expanded is shown. In FIG. 3A, the lens is depicted as a combined lens of the post-deflection optical system, the combined lens and optical path at the center are indicated by solid lines, and bending or tilting of the lens occurs at the end. Thus, a state in which the lens optical axis is displaced is indicated by a dotted line. In the example of FIG. 3A, the light rays at the center and the end are shifted by δ.
図３（Ｂ）は、図３（Ａ）での中央部と端部でずれを有する光線を、奇数枚の折り返しミラーによって折り返した状態を示している。この図３（Ｂ）から判るように、折り返した後は、中央部と端部でのずれは、全ての光線で同じになっている。言い換えると、各色成分の折り返しミラー枚数として、奇数と偶数とが混在にしてしまうと、このような関係を保つことができなくなる。 FIG. 3B shows a state in which the light beam having a deviation between the center portion and the end portion in FIG. 3A is folded by an odd number of folding mirrors. As can be seen from FIG. 3B, after folding, the deviation between the central portion and the end portion is the same for all the light beams. In other words, if odd and even numbers are mixed as the number of folding mirrors for each color component, such a relationship cannot be maintained.
なお、ミラー３３Ｃ及び３３Ｍは、折り返し用より、走査線（レーザビーム）の分離用としての意味合いが強いが、折り返し用としての作用ももっているため、これも、折り返しミラー枚数のカウント対象である。
The
また、被走査面に対する光線の入射角をγとすると、走査面での中央部と端部での走査される位置のずれ量は、δ／ｃｏｓγとなる。すなわち、入射角γが走査線によって異なると、被走査面上での走査線が異なってきてしまうため、各光線の入射角γは等しいことが好ましい。 When the incident angle of the light beam with respect to the surface to be scanned is γ, the shift amount of the scanned position between the central portion and the end portion on the scanning surface is δ / cos γ. That is, if the incident angle γ varies depending on the scanning line, the scanning line on the surface to be scanned varies, so that the incident angle γ of each light beam is preferably equal.
（Ｂ）第２の実施形態
次に、本発明による光走査装置の第２の実施形態について、図４を参照しながら詳述する。
(B) Second Embodiment Next, a second embodiment of the optical scanning device according to the present invention will be described in detail with reference to FIG.
なお、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）はそれぞれ、第１の実施形態に係る図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に対応する図面である。また、図４に示す第２の実施形態の各構成要素の符号は、図１に示す、対応する第１の実施形態の構成要素の符号に対し、「１００」を加算したものとなっている。 4A and 4B correspond to FIGS. 1A and 1B according to the first embodiment, respectively. Moreover, the code | symbol of each component of 2nd Embodiment shown in FIG. 4 becomes what added "100" with respect to the code | symbol of the corresponding component of 1st Embodiment shown in FIG. .
第２の実施形態の光走査装置１０１が、第１の実施形態の光走査装置１と異なる点は、偏向後光学系が、プラスチック成形レンズ２枚の組みレンズからなっている点や、対応する感光体ドラムへ各レーザビームを向かうようにさせるための折り返しミラーの枚数として、１枚と３枚（共に奇数）とが混在している点などである。
The optical scanning device 101 of the second embodiment is different from the
図４において、光走査装置１０１は、色成分（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）毎の画像データに対応するレーザビームＬＹ、ＬＭ、ＬＣ及びＬＢを出射する第１〜第４の半導体レーザ素子１０３（１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ及び１０３Ｂ）と、各半導体レーザ素子１０３から出射されたレーザビームＬ（ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢ）を、対応する感光体ドラム（図示せず）に向けて所定の線速度で連続的に反射すなわち偏向するただ１個の光偏向装置１０５を有している。
In FIG. 4, an optical scanning apparatus 101 includes first to fourth semiconductor laser elements 103 that emit laser beams LY, LM, LC, and LB corresponding to image data for each color component (yellow, magenta, cyan, black). (103Y, 103M, 103C and 103B) and a laser beam L (LY, LM, LC, LB) emitted from each semiconductor laser element 103 toward a corresponding photosensitive drum (not shown), a predetermined line It has only one
各レーザアレイ１０３は、光偏向装置１０５に対して、図４（Ａ）に示されるように配置されている。すなわち、マゼンタ画像用レーザアレイ１０３Ｍ及びシアン画像用レーザアレイ１０３Ｃはそれぞれ、それから出射されたレーザビームＬＭ及びＬＣが光偏向装置１０５の反射面に直接入射可能に配置されている。また、イエロー画像用レーザアレイ１０３Ｙ及び黒画像用レーザアレイ１０３Ｂはそれぞれ、それから出射されたレーザビームＬＹ及びＬＢが、レーザビームＬＣ、ＬＭに対して、所定の角度で設けられている合成ミラー１０７Ｙ、１０７Ｂにより折り返されて平面方向から見た状態で、レーザビームＬＹがレーザビームＬＭに概ね重ね合わせられ、レーザビームＬＢがレーザビームＬＣに概ね重ね合わせられるように配置されている。
Each laser array 103 is arranged as shown in FIG. 4A with respect to the
但し、レーザビームＬＹ及びＬＭと、レーザビームＬＣ及びＬＢとは、図４（Ｂ）に示されるように、光偏向装置５により偏向される方向と直交する方向すなわち副走査方向に関しては、所定の間隔に整列され、偏向後光学系内で交差するような角度をもって光偏向装置１０５に入射される。
However, as shown in FIG. 4B, the laser beams LY and LM and the laser beams LC and LB are predetermined in the direction orthogonal to the direction deflected by the
各レーザアレイ１０３と光偏向装置１０５との間には、各レーザアレイ１０３からのレーザビームＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢの断面ビーム形状を所定の形状に整える光源側光学系すなわち偏向前光学系１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｂが配置されている。
Between each laser array 103 and the
レーザビームＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢはそれぞれ、対応する偏向前光学系１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｂのコリメートレンズ（有限焦点レンズや、発散度を抑える正のパワーを持ったレンズでも良い）１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｂによりコリメートされ、各コリメートレンズ１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｂの後側焦点に設けられている絞り１１３Ｙ、１１３Ｍ、１１３Ｃ、１１３Ｂにより所定の断面ビーム形状が与えられ、シリンダレンズ１１５Ｙ、１１５Ｍ、１１５Ｃ、１１５Ｂにより、少なくとも副走査方向については収束性が与えられて、光偏向装置１０５の反射面に案内される。
The laser beams LY, LM, LC, and LB are respectively collimating lenses of the corresponding pre-deflection
光偏向装置１０５は、複数の反射面を有するポリゴンミラーとこのポリゴンミラーを所定の速度で回転するスキャンモータとを含んでなる。
The
光偏向装置１０５（符号１０５はポリゴンミラーを表すこともある）の反射面１０５ａ、１０５ｂに所定の断面ビーム形状で案内された各レーザビームＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢは、反射面１０５ａ、１０５ｂが回転されるにつれて順次反射方向が変化されながら、対応する感光体ドラムの軸線方向（従って主走査方向）に沿って連続して反射、偏向される。
Each of the laser beams LY, LM, LC, and LB guided in a predetermined cross-sectional beam shape to the reflecting
ポリゴンミラー１０５の反射面１０５ａ、１０５ｂで反射された各レーザビームＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢは、少なくとも副走査方向に関して、各レーザビームＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢの進行方向（結像位置）を変化させることのできる非平面を含む光学部品（プラスチック成形レンズ）である第１及び第２の結像レンズ１２３（１２３ＹＭ、１２３ＣＢ）及び１２５（１２５ＹＭ、１２５ＣＢ）を順に通過する。なお、第１及び第２の結像レンズ１２３及び１２５は、防塵ガラス（図示せず）等と共に、偏向後光学系１２１（１２１ＹＭ、１２１ＣＢ）を構成する。各レーザビームＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢは、偏向後光学系１２１を通過することにより、従来の光走査装置と同様に、諸特性が最適化される（第１の実施形態の説明参照）。
The laser beams LY, LM, LC, and LB reflected by the reflecting
偏向後光学系１２１（１２１ＹＭ、１２１ＣＢ）によって、諸特性が最適に設定された各レーザビームＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢはそれぞれ、個々の色成分に対応して後段に配置されている、１枚又は３枚の光路折り返し用平面ミラー１３３（１３３Ｍ、１３３Ｃ）、１３５（１３５Ｂ、１３５Ｙ、１３５Ｍ、１３５Ｃ）、及び、１３７（１３７Ｍ、１３７Ｃ）により順に折り返され、防塵ガラス（図示せず）を通って、対応する感光体ドラム（図示せず）の外周面に案内される。 Each of the laser beams LY, LM, LC, and LB, whose characteristics are optimally set by the post-deflection optical system 121 (121YM and 121CB), is disposed in the subsequent stage corresponding to each color component. Or it is folded in turn by three optical path folding plane mirrors 133 (133M, 133C), 135 (135B, 135Y, 135M, 135C), and 137 (137M, 137C), and passes through dust-proof glass (not shown). , Guided to the outer peripheral surface of the corresponding photosensitive drum (not shown).
以下、上述のように構成されている第２の実施形態の光走査装置１０１の特徴点などを整理して説明する。なお、以下に説明する特徴点などは、第１の実施形態のものとほぼ同様であり、第１の実施形態で説明したと同様な効果などを奏する。 The characteristic points of the optical scanning device 101 according to the second embodiment configured as described above will be described below. The feature points described below are substantially the same as those in the first embodiment, and the same effects as described in the first embodiment are achieved.
（１） １個のスキャナモータ上にポリゴンミラー１０５があり、その複数面によって走査される複数の光線を、複数光線に作用する２組の光学部品（偏向後光学系）１２３ＣＢ及び１２５ＣＢと、１２３ＹＭ及び１２５ＹＭとを通した後に、空間的にビームが分離した位置で、分離ミラー（折り返し用平面ミラーも兼ねている）１３３Ｃ、１３３Ｍにより、光線を分離して４つの走査線（色成分毎のレーザビーム）に分けている。
(1) There is a
各偏向後光学系１２１ＣＢ、１２１ＹＭの全ての光学部品１２３ＣＢ、１２５ＣＢ、１２３ＹＭ、１２５ＹＭは、対応するポリゴンミラー面で走査された光線が全部通過し、その光線に作用する。すなわち、レーザビームＬＹ及びＬＭはポリゴンミラーの同一面（又は、同位相のポリゴンミラー面）で反射され、共通の光学部品１２３ＹＭ、１２５ＹＭを通過し、レーザビームＬＣ及びＬＢはポリゴンミラーの他の同一面（又は、同位相のポリゴンミラー面）で反射され、共通の光学部品１２３ＣＢ、１２５ＣＢを通過する。１本だけのレーザビームが通過するような光学部品は存在しない。 All the optical components 123CB, 125CB, 123YM, and 125YM of the post-deflection optical systems 121CB and 121YM all pass the light beam scanned by the corresponding polygon mirror surface, and act on the light beam. That is, the laser beams LY and LM are reflected by the same surface of the polygon mirror (or the polygon mirror surface of the same phase) and pass through the common optical parts 123YM and 125YM, and the laser beams LC and LB are the other same of the polygon mirror. The light is reflected by the surface (or the polygon mirror surface having the same phase) and passes through the common optical components 123CB and 125CB. There are no optical components through which only one laser beam passes.
（２） ポリゴンミラー（偏向器）１０５への入射光を、副走査方向に、偏向後光学系内にて走査線が交差する方向へ傾ける。なお、図４（Ｂ）は、偏向後光学系内にて走査線が交差している様子をも示している。これにより、ポリゴンミラー面上での主光線の副走査方向の間隔よりも、光線分離位置での主光線の副走査方向の間隔を大きくできている。 (2) Incident light on the polygon mirror (deflector) 105 is tilted in the sub-scanning direction in the direction in which the scanning lines intersect in the post-deflection optical system. FIG. 4B also shows a state where the scanning lines intersect in the post-deflection optical system. Thereby, the interval in the sub-scanning direction of the principal ray at the light beam separation position can be made larger than the interval in the sub-scanning direction of the principal ray on the polygon mirror surface.
（３） 偏向後光学系内の全ての光学部品は、製造時の姿勢が、主走査方向には同じ、副走査方向には反対になるように配置され、それぞれの光線に作用する平面折り返しミラー枚数は、全て奇数である（全て偶数であっても良い）。 (3) All the optical components in the post-deflection optical system are arranged so that the posture during manufacture is the same in the main scanning direction and opposite in the sub-scanning direction, and is a plane folding mirror that acts on each light beam. The numbers are all odd (all may be even).
光学部品１２３ＣＢ及び１２３ＹＭと、１２５ＣＢ及び１２５ＹＭとは、同一のプラスチック成形レンズであり、それぞれ同じキャビティーで成形されたものである。光学部品１２３ＣＢ及び１２５ＣＢを、配置対象軸ｌｓｙｍを回転中心として、１８０度回転したときに、光学部品１２３ＹＭ及び１２５ＹＭと重なるような配置となっており、上述のように、１８０度回転した際の、光学部品１２３ＣＢ及び１２３ＹＭと、光学部品１２５ＣＢ及び１２５ＹＭとは、それぞれ成形時の姿勢が同じ方向を向くような方向に配置されている。 The optical components 123CB and 123YM and 125CB and 125YM are the same plastic molded lens, and are molded in the same cavity. When the optical components 123CB and 125CB are rotated 180 degrees around the arrangement target axis lsym, the optical components 123YM and 125YM are arranged so as to overlap with the optical components 123YM and 125YM. The optical components 123CB and 123YM and the optical components 125CB and 125YM are arranged in directions such that the postures at the time of molding face the same direction.
それぞれの光線に作用する平面折り返しミラーの枚数は、レーザビームＬＢ及びＬＹ用が１枚であり、レーザビームＬＣ及びＬＭ用が３枚であり、全て奇数である。ミラー１３３Ｃ、１３３Ｍは、分離用ミラーであるが、折り返し用ミラーとしての作用ももっており、これも、折り返しミラーの１枚分と数える。
The number of plane folding mirrors acting on each light beam is one for the laser beams LB and LY and three for the laser beams LC and LM, all of which are odd numbers. The
（Ｃ）第３の実施形態
本発明の光走査装置の第３の実施形態は、第１又は第２の実施形態の光偏向装置５、１０５の一部構成を、図５に概略構成を示したようなものに置き換えたものである。
(C) Third Embodiment In a third embodiment of the optical scanning device of the present invention, a partial configuration of the
すなわち、第３の実施形態は、スキャンモータ（図示せず）上のポリゴンミラーとして、複数（２個）のポリゴンミラー２０５−１及び２０５−２を副走査方向に重ねたものである。例えば、ポリゴンミラー２０５−１が、第１や第２の実施形態のように光偏向装置（５、１０５）に入射されるレーザビームＬＭとＬＣとを偏向し、ポリゴンミラー２０５−２が、第１や第２の実施形態のように光偏向装置（５、１０５）に入射されるレーザビームＬＹとＬＢとを偏向する。その他は、第１又は第２の実施形態と同様である。 That is, in the third embodiment, a plurality (two) of polygon mirrors 205-1 and 205-2 are overlapped in the sub-scanning direction as polygon mirrors on a scan motor (not shown). For example, the polygon mirror 205-1 deflects the laser beams LM and LC incident on the optical deflecting device (5, 105) as in the first and second embodiments, and the polygon mirror 205-2 As in the first and second embodiments, the laser beams LY and LB incident on the optical deflecting device (5, 105) are deflected. Others are the same as those in the first or second embodiment.
従って、第３の実施形態の光走査装置も、第１又は第２の実施形態の光走査装置と同様に作用するものである。 Therefore, the optical scanning device of the third embodiment also operates in the same manner as the optical scanning device of the first or second embodiment.
（Ｄ）他の実施形態
図６及び図７はそれぞれ、本発明の光走査装置の第４及び第５の実施形態を示す図面であり、上述した図１（Ｂ）や図４（Ｂ）と同様な方向から見た図面である。
(D) Other Embodiments FIG. 6 and FIG. 7 are views showing the fourth and fifth embodiments of the optical scanning device of the present invention, respectively, and FIG. 1 (B) and FIG. 4 (B) described above. It is drawing seen from the same direction.
これら第４及び第５の実施形態はそれぞれ、本発明における以下の技術思想から見た場合の実施形態となっている。 Each of the fourth and fifth embodiments is an embodiment when viewed from the following technical idea of the present invention.
すなわち、偏向後光学系の全ての光学部品は、製造時の姿勢が、主走査方向には同じで、副走査方向には反対になるように配置され、それぞれの光線に作用する平面折り返しミラー枚数は、全て奇数か、全て偶数である。この技術思想は、ポリゴンミラーの異なる反射面で反射された光線の主走査方向及び副走査方向の特性を合わせるためであり、上述した第１や第２の実施形態でも適用されていた技術思想である。 That is, all the optical components of the post-deflection optical system are arranged so that the posture during manufacture is the same in the main scanning direction and opposite in the sub-scanning direction, and the number of plane folding mirrors acting on each light beam Are all odd or all even. This technical idea is intended to match the characteristics of the light beam reflected by the different reflecting surfaces of the polygon mirror in the main scanning direction and the sub-scanning direction, and is the technical idea applied in the first and second embodiments described above. is there.
図６に示す第４の実施形態の光走査装置３０１において、副走査方向に並設されているポリゴンミラー３０５Ｕ、３０５Ｌの反射面で反射された各レーザビームＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢはそれぞれ、成形レンズである対応する第１及び第２の結像レンズ３２３Ｙ、３２３Ｍ、３２３Ｃ、３２３Ｂ、及び、３２５Ｙ、３２５Ｍ、３２５Ｃ、３２５Ｂ（３枚以上のレンズを通過するようにしても良い）を順に通過し、その後、折り返しミラー３３３Ｙ、３３３Ｍ、３３３Ｃ、３３３Ｂ、調整用折り返しミラー３３５Ｙ、３３５Ｍ、３３５Ｃ、３３５Ｂ、シリンダミラー３３７Ｙ、３３７Ｍ、３３７Ｃ、３３７Ｂを順次介して、感光体ドラム３５８Ｙ、３５８Ｍ、３５８Ｃ、３５８Ｂに到達するようになされている。
In the optical scanning device 301 of the fourth embodiment shown in FIG. 6, the laser beams LY, LM, LC, and LB reflected by the reflecting surfaces of the polygon mirrors 305U and 305L arranged in parallel in the sub-scanning direction are respectively The first and
ここで、成形レンズでなる第１及び第２の結像レンズ３２３Ｙ、３２３Ｍ、３２３Ｃ、３２３Ｂ、及び、３２５Ｙ、３２５Ｍ、３２５Ｃ、３２５Ｂが、製造時の姿勢が、主走査方向には同じで、副走査方向には反対になるように配置されたものであり、また、折り返しミラーの一種としてシリンダミラー（例えば研磨加工品）３３７Ｙ、３３７Ｍ、３３７Ｃ、３３７Ｂが適用されているので、シリンダミラー３３７Ｙ、３３７Ｍ、３３７Ｃ、３３７Ｂも、製造時の姿勢が、主走査方向には同じで、副走査方向には反対になるように配置されたものとすることが好ましい。
Here, the first and
なお、第４の実施形態の光走査装置３０１は、感光体ドラムへのレーザビームの副走査方向の入射角を調整することができる。 Note that the optical scanning device 301 of the fourth embodiment can adjust the incident angle of the laser beam on the photosensitive drum in the sub-scanning direction.
図７に示す第５の実施形態の光走査装置４０１において、副走査方向に並設されているポリゴンミラー４０５Ｕ、４０５Ｌの反射面で反射された各レーザビームＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢはそれぞれ、研磨加工品レンズである対応する第１〜第４の結像レンズ４２３Ｙ、４２３Ｍ、４２３Ｃ及び４２３Ｂと、４２５Ｙ、４２５Ｍ、４２５Ｃ及び４２５Ｂと、４２７Ｙ、４２７Ｍ、４２７Ｃ及び４２７Ｂと、並びに、４２９Ｙ、４２９Ｍ、４２９Ｃ及び４２９Ｂ（他の枚数のレンズを通過するようにしても良い）を順に通過し、その後、折り返しミラー４３３Ｙ、４３３Ｍ、４３３Ｃ及び４３３Ｂと、４３５Ｙ、４３５Ｍ、４３５Ｃ及び４３５Ｂと、４３７Ｙ、４３７Ｍ、４３７Ｃ及び４３７Ｂとを順次介して、感光体ドラム４５８Ｙ、４５８Ｍ、４５８Ｃ、４５８Ｂに到達するようになされている。
In the optical scanning device 401 of the fifth embodiment shown in FIG. 7, the laser beams LY, LM, LC, and LB reflected by the reflecting surfaces of the polygon mirrors 405U and 405L arranged in parallel in the sub-scanning direction are respectively Corresponding first to
ここで、研磨加工品レンズでなる各色成分の第１〜第４の結像レンズ４２３、４２５、４２７及び４２９が、製造時の姿勢が、主走査方向には同じで、副走査方向には反対になるように配置されたものである。 Here, the first to fourth imaging lenses 423, 425, 427, and 429 of the respective color components formed of the polished processed lens have the same posture in manufacturing in the main scanning direction but opposite in the sub scanning direction. It is arranged to become.
上記各実施形態においては、偏向器としてポリゴンミラーを適用したものを示したが、本発明はこれに限定されず、ガルバノミラーなどの他の反射方式を適用した偏向器であっても良く、ＥＯ素子などの反射方式によらずに偏向させる偏向器であっても良い。 In each of the above embodiments, a polygon mirror is applied as a deflector. However, the present invention is not limited to this, and a deflector to which another reflection method such as a galvanometer mirror is applied may be used. A deflector that deflects the light regardless of the reflection method such as an element may be used.
また、偏向後光学系において結像機能を発揮する光学部品は、レンズに限定されず、ミラーなどの他の光学部品であっても良い（上述の第４の実施形態はこの場合の例にもなっている）。 In addition, the optical component that exhibits the imaging function in the post-deflection optical system is not limited to the lens, and may be another optical component such as a mirror (the fourth embodiment described above is also an example in this case). )
さらに、本発明の光走査装置の適用対象はカラー処理用の装置に限定されず、複数の光線走査が必要な装置に適用できる。 Furthermore, the application target of the optical scanning device of the present invention is not limited to a device for color processing, and can be applied to a device that requires a plurality of light beam scannings.
１…光走査装置、
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂ…半導体レーザ素子、
５…光偏向装置、
９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｂ…偏向前光学系、
２１ＹＭ、２１ＣＢ…偏向後光学系、
２３ＹＭ、２３ＣＢ、２５ＹＭ、２５ＣＢ、２７ＹＭ、２７ＣＢ、２９ＹＭ、２９ＣＢ…結像レンズ、
３３Ｂ、３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３５Ｂ、３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３７Ｂ、３７Ｙ、３７Ｍ、３７Ｃ…光路折り返し用平面ミラー、
５８Ｙ、５８Ｍ、５８Ｃ、５８Ｂ…感光体ドラム。
1 ... Optical scanning device,
3Y, 3M, 3C, 3B ... semiconductor laser element,
5 ... Optical deflecting device,
9Y, 9M, 9C, 9B ... Pre-deflection optical system,
21YM, 21CB ... post-deflection optical system,
23YM, 23CB, 25YM, 25CB, 27YM, 27CB, 29YM, 29CB ... imaging lens,
33B, 33Y, 33M, 33C, 35B, 35Y, 35M, 35C, 37B, 37Y, 37M, 37C ... Plane mirror for turning back the optical path,
58Y, 58M, 58C, 58B ... photosensitive drum.
Claims (11)
上記偏向後光学装置が、それぞれが複数光線に作用する第１及び第２の偏向後光学系と、上記第１の偏向後光学系が作用させた複数光線を分離させる第１の光線分離手段と、上記第２の偏向後光学系が作用させた複数光線を分離させる第２の光線分離手段とを有し、
上記偏向前光学装置及び上記光偏向装置が、複数の光線を、上記第１及び第２の偏向後光学系に振り分ける構成を有し、
入射角に対し出射角を変える機能を持つ上記偏向後光学装置の全ての光学素子は、上記光す偏向装置の同時期に同一面で偏向される全ての光線に作用する
ことを特徴とする光走査装置。 A pre-deflection optical device, a light deflection device, and a post-deflection optical device, wherein the pre-deflection optical device adjusts the cross-sectional shape of each of the plurality of light beams to a predetermined shape, and then places the light deflection device at a predetermined position. The light deflecting device deflects and scans a plurality of light beams from the pre-deflection optical device, and the post-deflection optical device forms an image on each corresponding scanned surface. In an optical scanning device,
The post-deflection optical device includes first and second post-deflection optical systems each acting on a plurality of light beams, and first light beam separating means for separating the plurality of light beams acted on by the first post-deflection optical system. A second light beam separating means for separating the plurality of light beams acted on by the second post-deflection optical system,
The pre-deflection optical device and the light deflection device have a configuration that distributes a plurality of light beams to the first and second post-deflection optical systems,
All the optical elements of the post-deflection optical device having the function of changing the exit angle with respect to the incident angle act on all light beams deflected on the same plane at the same time as the optical deflector. Scanning device.
上記偏向後光学装置が、それぞれが複数光線に作用する第１及び第２の偏向後光学系と、上記第１の偏向後光学系が作用させた複数光線を分離させる第１の光線分離手段と、上記第２の偏向後光学系が作用させた複数光線を分離させる第２の光線分離手段とを有し、
上記偏向前光学装置及び上記光偏向装置が、複数の光線を、上記第１及び第２の偏向後光学系に振り分ける構成を有し、
上記第１及び又は第２の偏向後光学系へ出射する上記光偏向装置への複数の入射光線を、副走査方向に、上記第１及び又は第２の偏向後光学系内にて、走査線が交差する方向へ傾けた
ことを特徴とする光走査装置。 A pre-deflection optical device, a light deflection device, and a post-deflection optical device, wherein the pre-deflection optical device adjusts the cross-sectional shape of each of the plurality of light beams to a predetermined shape, and then places the light deflection device at a predetermined position. The light deflecting device deflects and scans a plurality of light beams from the pre-deflection optical device, and the post-deflection optical device forms an image on each corresponding scanned surface. In an optical scanning device,
The post-deflection optical device includes first and second post-deflection optical systems each acting on a plurality of light beams, and first light beam separating means for separating the plurality of light beams acted on by the first post-deflection optical system. A second light beam separating means for separating the plurality of light beams acted on by the second post-deflection optical system,
The pre-deflection optical device and the light deflection device have a configuration that distributes a plurality of light beams to the first and second post-deflection optical systems,
A plurality of incident light beams to the optical deflecting device that are emitted to the first and / or second post-deflection optical system are scanned in the sub-scanning direction in the first and / or second post-deflection optical system. An optical scanning device characterized in that it is tilted in the direction in which the two intersect.
上記光偏向装置は、その複数の面によってそれぞれ複数の光線を偏向するものであり、
全ての光学部品は、製造時の姿勢が、主走査方向には同じで、副走査方向には反対になるように配置されると共に、上記光偏向装置から出射され、対応する上記被走査面に到達するまでの光路を折り曲げるミラー枚数が、各光線について、全て奇数枚か又は全て偶数枚であり、上記被走査面への入射角が等しいことを特徴とする光走査装置。 A pre-deflection optical device, a light deflection device, and a post-deflection optical device, wherein the pre-deflection optical device adjusts the cross-sectional shape of each of the plurality of light beams to a predetermined shape, and then places the light deflection device at a predetermined position. The light deflecting device deflects and scans a plurality of light beams from the pre-deflection optical device, and the post-deflection optical device forms an image on each corresponding scanned surface. In an optical scanning device,
The light deflection device deflects a plurality of light beams by a plurality of surfaces thereof,
All the optical components are arranged so that the posture during manufacture is the same in the main scanning direction and opposite in the sub-scanning direction, and the optical components are emitted from the light deflecting device and are applied to the corresponding scanned surface. An optical scanning device characterized in that the number of mirrors that bend the optical path to reach is all odd or even for all the light beams, and the incident angles to the surface to be scanned are equal.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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